数字电子复习资料

数字电子技术辅导材料《数字电子技术》课程教学的主要内容和基本要求课程结构●主要内容和基本要求一、数字逻辑基础1．掌握常用数制及其互相转换（二、八、十、十六进制），8421BCD。

2．熟练掌握逻辑代数的三种基本运算及其常用公式、定律和三大规则，五种复合逻辑函数。

3．熟练掌握逻辑函数的最小项表示法及逻辑函数五种表示方法之间的形式转换。

4．熟练掌握逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法。

二、逻辑门电路1．了解二极管、三极管、MOS管的开关特性，熟悉二极管与门和或门，三极管非门的电路结构及工作原理。

2．熟悉典型TTL与非门的工作原理，掌握其电压传输特性，输入、输出特性，解决门电路多余输入端的处理问题。

3．熟悉OC门、三态门、传输门的工作原理，掌握其逻辑功能、逻辑符号，熟悉各种门电路的特点及使用方法。

三、 组合逻辑电路1． 熟悉组合逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点，理解组合逻辑电路的描述方法，熟练掌握组合电路的分析和设计的方法和步骤。

2． 熟悉编码器、数据分配器、半加器、全加器、数值比较器的逻辑功能与应用。

3． 熟练掌握译码器、数据选择器的功能及其中规模电路的应用。

四、 触发器及其应用1． 熟练掌握四种触发器的逻辑功能、逻辑符号、特性方程、特性表和状态转换图。

掌握不同类型触发器之间的转换方法。

2． 熟练掌握根据触发器的功能，绘制时序图。

五、 时序逻辑电路1． 熟悉时序逻辑电路在电路结构和逻辑功能上的特点、分类，理解时序逻辑电路逻辑功能的描述方法。

2． 熟练掌握同步时序电路、异步时序电路的分析方法。

3． 熟练掌握计数器中规模电路的应用（标准计数器构成任意进制计数器）。

六、 脉冲波形的产生和整形１．了解三种脉冲波形的产生和整形电路（施密特、单稳态、多谐振荡器）的工作原理与应用。

掌握其功能及参数。

２．掌握555定时器的应用及对应参数。

七、 存储器、模数与数模转换1． 了解RAM 、ROM 的工作原理及其应用，掌握存储单元、字、位、地址、地址单元等基本概念。

2． 了解A/D 、D/A 的工作原理，掌握其主要技术指标及其应用。

3． 能够进行简单的A/D 和D/A 的计算。

第一讲 数字逻辑基础一、数制与编码1．数制即数的进制。

任意r 进制n 为整数N 的表达式mmi i n n in mi iR r a r a r a r a r a r a r a N --------=⨯++⨯+⨯+⨯++⨯++⨯=⨯=∑ 110011111————按权展开式其中：a i 为第i 为上的数码，r i 为第i 为上的权。

对r 进制数：数码：0 ~ r -1，r 个 位权：r i进制：逢r 进1，减1退r 常用数制：2，8，10，16 2．数制间的转换● 10进制转换为2进制——除2取余、乘2取整法 ● 其它进制转换为10进制——按权展开法●2、8、16进制相互转换，10进制、8421BCD 码相互转换——分组对位法3．矩形脉冲信号的性能参数为了使数字电路正常可靠的工作，要求矩形脉冲波形有稳定的频率、一定的幅值且边沿陡峭。

图7.1 矩形脉冲的性能参数（1）脉冲周期T : 在周期性重复的脉冲信号中，相邻两个脉冲之间的时间间隔称为脉冲周期，单位为秒（s ）、毫秒（ms ）、微秒（μs ）、纳秒（ns ）。

频率T f /1=（2）脉冲幅度mU: 脉冲信号的最大变化幅度。

单位为伏（V ）。

（3）脉冲宽度w t : 脉冲前沿上升到0.5mU 到脉冲后沿下降到0.5mU所需的时间。

（4）上升时间r t : 脉冲前沿从0.1mU 上升到0.9mU 所需的时间。

（5）下降时间f t : 脉冲后沿从0.9mU 0.1mU所需的时间。

（6）占空比q : 脉冲宽度w t 与脉冲周期T 的比值， 即T w t q /=。

4．题型● 不同进制数之间的转换 ● 比较不同进制数之间的大小 ● 概念题二、逻辑代数1．基本逻辑运算——→复合逻辑运算（表达式、符号）与，或，非——→与非，或非，与或非，异或，同或所谓与逻辑，就是欲使某件事成功，必须全部条件齐备，缺一不可；表达式 ： Y= A ·B ＝AB所谓或逻辑，就是可使某件事成功的诸条件中，有一即可，多也无妨；表达式 ： Y=A+B所谓非逻辑，就是表示某因素不出现，事件成立，若出现，反而不成。

表达式 ： 门电路的几种表示方法：2．逻辑代数的运算法则公式、基本规则（代入、对偶、反演） 1）公式（1）基本公式：不需证明的、直观的、可以看出的恒等式。

01与普通代数相似的定律： Y=A逻辑代数的特殊定律：2）常用公式（1）公式一 AB A AB =+ （2）公式二 A AB A =+ （3）公式三 BA B A A +=+ （4）公式四 CA AB BC C A AB +=++ 推论：C A AB BCD C A AB +=++ （5）公式五 A B A B A B A B +=+ 3）三个规则（1）代入规则：指在一个逻辑等式中，如将其中某个变量X ，都代之以另一个逻辑函数，则该等式依然成立。

（2）对偶规则：对于一个逻辑函数Y ，如将其中的与换成或，或换成与，0换成1，1换成0，而原变量及反变量本身保持不变，经这样置换后的新函数Y ’，便是原函数Y 的对偶函数。

（3）反演规则：如将某逻辑函数Y 中的与和或对换，0和1对换，原变量和反变量也同时对换，这样对换后的新函数，便是原函数的反函数。

反演规则其实就是反演律的推广。

注意：运算时保持原来的运算顺序；不是单个变量上的反号保持不变3. 逻辑函数的最小项表示法最小项：在n个变量组成的乘积项中，若每个变量都以原变量或反变量的形式作为一个因子出现一次，那么该乘积项称做n变量的一个最小项，常用m i来表示。

最小项的性质：(1) 对于任一组变量取值，只有一个最小项的值能为1。

(2) 对于任一组变量取值，任意两个不同最小项的乘积恒等于0。

(3) 对于任一组变量取值，全部最小项之代数和恒等于1。

即∑m i=1。

任何一个逻辑函数都可以通过配项的方法写成最小项的形式。

4．逻辑函数的描述：五种方法●真值表：用逻辑变量的真正取值来表示逻辑函数的表格。

它表示逻辑函数和逻辑变量之间的一一对应关系。

●函数表达式：用有限个基本逻辑运算表示逻辑函数的代数式。

可由真值表写表达式——直接写出的为最小项表达式。

与或式，与非—与非式●逻辑图：将表达式中的逻辑运算关系用对应的逻辑符号表示出来。

可由表达式画逻辑图。

●波形图：已知输入变量的波形，根据真值表画输出波形图●卡诺图：用方格图的形式表示逻辑函数和逻辑变量之间的一一对应关系。

常用的有二变量、三变量、四变量的卡诺图。

画逻辑函数卡诺图的方法：方格——行、列变量——循环码——1方格5．逻辑函数的化简对逻辑函数的化简，意味着用较少的逻辑器件完成同样的功能。

1) 公式化简法2) 卡诺图化简法(含有约束项的化简)6．题型●求逻辑函数的对偶函数、反函数，并表示所要求的形式●将逻辑函数表示成最小项表达式●逻辑函数不同表示形式之间的转换●公式法化简逻辑函数、卡诺图法化简逻辑函数(含有约束项的化简)第二讲门电路（TTL）及其应用一、分立元件门电路1．二极管开关条件及特点：截止条件：V d＜0.5V相当一断开的开关导通条件：V d＞0.7V 相当一压降为0.7 V的闭合开关2．三极管开关条件及特点：截止条件：V be＜0.5V i b= i c=0 ce之间相当一断开的开关饱和条件：i b ≥I bs=I cs/βV be= 0.7V V ce= V ces≤0.3 Vce之间相当一压降≤0.3 V的闭合开关二、集成门电路(TTL为主)1. 原理2．基本特性●电压传输特性：◆几个参数：1）阈值电压U TH：输出状态发生变化时所对应的输入电压。

2）输入高电平上限U IH（max）、输入高电平下限U IH（min）、输出低电平上限U IL（max）、输出低电平下限U IL（min）：3）噪声容限U N= min(U NH，U NL)高电平噪声容限U NH=U IH-- U IH（min）低电平噪声容限U NL= U IL（max）--U IL●输入特性：◆几个参数：1)输入短路电流I IS：2)输入漏电流I IH：3)输入电阻R I：R I很小时，相当于U I=0R I很大时，相当于U I=1●输出特性：◆高电平输出，带拉电流负载◆低电平输出，带灌电流负载三、特殊门电路1．OC门—集电极开路门应用：线与2．TS —三态门(.TSL 门) 应用：总线控制端EN 低电平有效的三态门逻辑表达式可以写成⎩⎨⎧===)1()0(时时EN ZEN AB Y 3. 传输门TGCu iu oV D Du iu oT PT N+①0C =、1C =时，传输门关闭。

②1C =、0C =时，0u ＝i u，传输门开通。

四、题型●根据二、三极管导通与截止条件，分析电路逻辑功能：例2.1●根据TTL反相器电气特性，确定电路或元件参数：例2.1、2.4●根据TTL反相器电气特性，处理多余输入端：例2.2、2.3●分析OC门、三态门组成电路的逻辑功能（如波形等）：例2.5、2.6第三讲组合电路一、组合电路二、定义：任意时刻的输出只与该时刻的输入有关，而与其历史状态无关的电路。

1．组合电路的分析组合电路的分析一般分为以下几步：（1）根据给定逻辑图写出输出函数的表达式；采用逐级写出的方法。

（2）对逻辑表达式进行必要的化简和变换，求出最简表达式；（3）列出逻辑函数对应的真值表；（4）根据真值表或表达式，说明电路的逻辑功能。

2．组合电路的设计根据给定的逻辑要求，求出实现该功能的最简逻辑电路图的过程，称为组合电路的设计。

主要设计步骤是：（1）根据给定的逻辑功能要求，列出输入和输出变量的真值表；（2）由真值表写出逻辑函数表达式；（3）对函数表达式进行化简或变换，得到所需的最简函数表达式；（4）根据最简表达式画出该电路的逻辑电路图逻辑功能→真值表→化简→最简表达式→逻辑电路图3．常用组合电路器件1）编码器将若干个0、1按一定的顺序排列起来表示具有特定含义信息的过程，称为编码。

实现编码功能的电路，称为编码器。

11普通编码器按照编码方式不同，编码器优先编码器 二进制编码器按输出代码种类的不同，编码器二-十进制编码器 二进制编码器：用n 位二进制代码对2n个输入信息进行编码的电路。

常用的有4-2线编码器、8-3线编码器。

二-十进制编码器：将0～9十个十进制数编成对应BCD 码的电路。

优先级编码器：给全部输入端规定一个优先级别，工作时允许多个输入端信号同时有效，但编码器仅对优先级高的输入信号进行编码，而对级别低的输入信号不予理睬，这样的编码器称为优先级编码器。